对于任何实际的、真实的量子计算机来说，一个主要的技术挑战来自于需要大量的物理量子位来处理在计算过程中累积的错误。这种量子误差校正是资源密集型和计算费时的。但是研究人员已经发现了一种有效的软件方法，可以对量子电路进行显著压缩，从而放松了对硬件开发的要求。
量子计算机可能仍然远离商业现实,但什么是称为“量子优势”——量子计算机的计算能力数百或数千倍的速度比经典计算机上确实取得了所谓的嘈杂的中间尺度量子(NISQ)设备在早期原理实验。
不幸的是，NISQ设备在运行过程中仍然容易出现大量的错误。要使量子优势在现实世界中得到应用，
杏耀娱乐如何开户 ，就必须设计出具有高容错能力的全运算大型量子计算机。目前，NISQ设备可以用大约100个量子位元进行设计，但容错计算机至少需要数百万个物理量子位元才能以足够低的错误率对逻辑信息进行编码。量子计算电路的容错实现不仅使量子计算机体积增大，而且使运行时间延长了一个数量级。而扩展的运行时本身则意味着计算更容易出错。
虽然硬件的进步可能解决这个资源缺口,研究所的研究人员信息(NII)和日本电报电话公司(NTT)在日本解决软件开发中的问题,压缩在大规模量子电路容错量子计算机,可能减少对硬件的改进。
“通过压缩量子电路，我们可以缩小量子计算机的大小和运行时间，这反过来降低了错误保护的要求，”Michael Hanks说，他是NII的研究员，也是11月11日发表在《物理评论X》上的一篇论文的作者之一。
大规模量子计算机结构依赖于纠错码来正常运行，杏耀代理开户其中最常用的是表层码及其变体。
研究人员专注于这些变种之一的电路压缩:3d -拓扑代码。这段代码在分布式量子计算机方法中表现得特别好，并且对不同种类的硬件具有广泛的适用性。在三维拓扑代码中，量子电路看起来像交错的管道或管道，通常被称为“编织电路”。编织电路的三维图可以通过操纵来压缩，从而减少它们所占用的体积。到目前为止，挑战一直是这样的“管道操作”以一种特别的方式执行。此外，对于如何做到这一点，只有部分的规则。
“以前的压缩方法不能保证产生的量子电路是正确的，”合作者Marta Estarellas说，他是NII的研究员。每次应用这些压缩规则时，都必须非常小心地检查它的正确性。这是一个重要的问题，因为这样的任务和运行整个量子电路一样困难。”
研究小组建议使用ZX-calculus作为这个编译的中间阶段的语言。ZX-calculus是一种二维图形语言(使用图表和图像而不是文字)，它是在2000年代后期发展起来的，旨在直观地表达量子位过程。更重要的是，它附带了一套完整的操作规则。
在他们的论文中，研究人员利用zx演算发现了zx演算和编织电路的元件之间的平移关系。研究人员已经证明，这两种逻辑门电路的表现形式可以通过识别一种一直隐藏在zx演算中的新解释相互映射。
ZX-calculus语言可以应用一组变换规则来改变电路的结构，而不改变其潜在的数学意义(以及它的操作)，从而确保其正确性。通过仔细地改变这种概念结构，电路的体积可以降到最低，一旦这种新的结构被映射到实际的编织量子电路上，就可以达到相当可观的压缩率。
应用这项技术，杏耀注册研究人员报告压缩减少高达77%，相当于40%的减少与以前最好的努力。
“这种压缩方法和它的进一步发展可以提前几年实现一个真实世界的容错量子计算机，”威廉·j·芒罗说，他是NTT的一位研究科学家，也为这项研究做出了贡献。
NII量子信息科学全球研究中心主任Kae Nemoto说:“有趣的是，它也可能成为未来操作系统开发的基础。”“要将这些软件开发应用于完全可伸缩的量子计算机，可能还需要许多年时间，但与此同时，我们的方法可以节省大量与硬件开发相关的工作。”
